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专利号: 2016102222640
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-04-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于ADS的知识神经网络微带滤波器设计方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:知识神经网络的建模

1)训练样本的获取

将ADS的仿真结果作为先验知识,构造知识神经网络,知识神经网络的教师信号由高频结构仿真HFSS获得;

2)知识神经网络的构造

知识神经网络由输入层、隐层、输出层构成,所述隐层的神经元分为传统神经元和先验知识神经元,所述输入层与传统神经元连接,所述传统神经元与输出层连接,所述先验知识神经元与输出层连接,所述输入层与先验知识神经元无连接;

知识神经网络为n×m×1的结构,其输入为xi(i=1,2,…,n);隐层的先验知识神经元的个数为p,输出为hkj(j=1,2,…,p);隐层的传统神经元的个数为q(p+q=m),输出为hk(k=

1,2,…,q);知识神经网络设为一输出网络,输出为y;传统神经元其输入定义为:xhk=ωikxi+bk,i=1,2,…,n,k=1,2,…,q其中ωik为输入层和传统神经元的连接权值,bk为阈值;

传统神经元的激励函数选用Sigmoid函数,输出为:Sigmoid函数的增益λ=1;

知识神经网络输出为各隐层加权之和,即:

y=ωjhkj+ωkhk+b,j=1,2,…,p,k=1,2,…,q其中ωj为隐层的先验知识神经元与输出层的连接权值,ωk为隐层的传统神经元与输出层的连接权值,b为阈值;

知识神经网络的输出为正向传输系数S21,输入反射系数S11和正向传输系数S21存在如下关系:S112+S212=1

隐层的先验知识神经元的个数为2,分别取输入反射系数S11和正向传输系数S21;

3)知识神经网络的学习

知识神经网络构造好以后,采用粒子群算法对权值和阈值更新,当迭代达到最大次数或者均方误差达到预设值时停止更新,得到训练好的神经网络;

4)检测网络的可靠性

将测试样本对3)中的神经网络进行测试,验证网络输出与高频结构仿真HFSS的结果是否一致,并计算知识神经网络的相关系数来判断神经网络的可靠性;

第二步:优化设计

1)随机生成初始种群,作为知识神经网络的输入,通过知识神经网络得到相应的输出;

2)优化过程中,根据设计指标设定对应的适应度函数;假设设计指标在fi(i=1,2,…)处要求的S21幅值分别为si(i=1,2,…),那么适应度函数为Fit=min(Σβi|yi-si|)

其中,yi为fi(i=1,2,…)处知识神经网络的输出,βi为对应频率点处所选择的权重;

3)通过粒子群算法更新初始种群,找到满足适应度函数的最优解;

4)将3)中得到的最优解带入HFSS中验证是否满足设计指标。

2.如权利要求1所述的基于ADS的知识神经网络微带滤波器设计方法,其特征在于,对微带高低阻抗滤波器进行优化设计时,所构建的知识神经网络隐层神经元为7个。

3.如权利要求1所述的基于ADS的知识神经网络微带滤波器设计方法,其特征在于,对微带发卡带通滤波器进行优化设计时,所构建的知识神经网络隐层神经元为5个。

4.如权利要求1或2或3所述的基于ADS的知识神经网络微带滤波器设计方法,其特征在于,所述第一步的步骤3)中粒子群算法中,速度与位置的更新公式为:式中,c1和c2为学习因子;rand()为介于(0,1)的随机数; 和 分别为粒子i在k次迭代中第d维的速度和位置; 为粒子i在第d维的个体极值的位置; 为群体在第d维的全局极值的位置。

5.如权利要求4所述的基于ADS的知识神经网络微带滤波器设计方法,其特征在于,其中c1=2.8,c2=1.3。